bài thuyết trình về xúc tác quang hóa tio2

- Xúc tác quang TiO2 trên vật liệu nano composit: gồm cacbonnanotubes CNT và TiO2 + CNT: cacbon nano đa lớp MWNT và cacbon nano sợi CNF... XÚC TÁC QUANG HÓA... XÚC TÁC QU

Trang 1

GVHD: DIỆP KHANH

XÚC TÁC QUANG HÓA

TiO2

Trang 2

I SƠ LƯỢC VỀ XÚC TÁC QUANG TIO 2

II CẤU TRÚC, PHÂN LOẠI XÚC TÁC QUANG TIO 2

III ỨNG DỤNG CỦA TIO 2

IV CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA XÚC TÁC QUANG TIO 2

V PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP XÚC TÁC QUANG TIO 2

VI ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA XÚC TÁC QUANG TIO 2

TiO2

Trang 3

I SƠ LƯỢC VỀ XÚC TÁC QUANG TiO2

-TiO2 là m t chất bán dẫn, ột chất bán dẫn,

tồn tại ở dạng b t màu ột chất bán dẫn,

trắng tuyết ở điều ki n ện

thường, nhưng khi đun

nóng lại có màu vàng Tinh

thể TiO2 có đ cứng cao, ột chất bán dẫn,

khó nóng chảy (Tnc

=18700C)

TiO2

Trang 4

- Xúc tác quang TiO2 là xúc tác được hoạt hóa bởi sự hấp thụ ánh sáng.

- Có hoạt tính quang hóa

- Có năng lượng vùng cấm thích hợp để hấp thụ ánh sáng cực tím hoặc nhìn thấy

Trang 5

TiO2

 Xúc tác quang nano TiO2:

- Xúc tác quang TiO2 kích thước

nano

- Xúc tác quang TiO2 trên vật liệu

nano (composit): gồm

cacbonnanotubes (CNT) và TiO2

+ CNT: cacbon nano đa lớp

(MWNT) và cacbon nano sợi

(CNF)

Trang 6

II CÁC DẠNG CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦATiO2

TiO2

- Titandioxit (TiO2) là chất bán dẫn, có cấu trúc

tinh thể gồm 3 dạng thù hình chính: anatase, rutile và

brookite

Brookite

Trang 7

TiO2

 Tính chất của xúc tác quang TiO 2

-TiO2 bền về mặt hóa học, ít độc hại, không phản ứng với nước, acid vô cơ loãng, kiềm, amoniac và các hợp chất hữu cơ

- Tính xúc tác quang

- Có tính oxi hóa

mạnh các chất hữu cơ

trên bề mặt do đó có

khả năng tự làm sạch,

diệt khuẩn, chống rêu

mốc

Trang 8

Trang 9

TiO2

III CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG

Trang 10

TiO2

 Giải thích cơ chế:

- Khuếch tán các chất tham gia phản ứng từ pha lỏng hoặc khí đến bề mặt xúc tác

- Hấp phụ các chất tham gia phản ứng lên bề mặt chất xúc tác

- Khi được chiếu sáng có năng lượng photon (hυ) thích hợp, bằng hoặc lớn hơn năng lượng vùng cấm Egb (hυ ≥ Egb ), thì sẽ tạo ra các cặp electron (e- ) và lỗ trống (h+ )

hυ + TIO2 → e- + H+

Các e được chuyển lên vùng dẫn, còn các lỗ trống ở lại vùng hoá trị

Trang 11

TiO2

 Gốc *O2- và *OH mới sinh ra có tính oxj hóa rất mạnh Chúng oxj hóa các hợp chất hữu cơ bám trân bề mặt xúc tác thành H O và CO

 Giải thích cơ chế:

11

-Khi đó, các electron ở vùng dẫn sẽ chuyển đến nơi có các phân tử có khả năng nhận electron  quá trình khử xảy ra

e- + O2 → *O2- (gốc ion superoxit)

- Còn các lỗ trống sẽ chuyển đến nơi có các phân tử có khả năng cho electron (D)  quá trình oxy hoá xảy ra

H+ + H2O → *OH + H+

Trang 12

IV ỨNG DỤNG

Ứng dụng rộng rãi trong công nghệ vật liêu, hóa học và thực phẩm

- Pha chế tạo màu sơn, màu men, mỹ phẩm

TiO2

Trang 13

- Diệt vi khuẩn, virus, nấm mốc

- Tiêu diệt các tế bào ung thư

IV ỨNG DỤNG

TiO2

Trang 14

- Vật liệu tự làm sạch : gạch lát nền, cửa kính, sơn tường,

xe ô tô, sản phẩm sứ vệ sinh, sản phẩm phòng tắm , nhà bếp,…

IV ỨNG DUNG

TiO2

Trang 15

Trang 16

- Hấp thụ tia tử ngoại  Làm vật liệu chống tia tử ngoại.

IV ỨNG DUNG

- Sản suất pin mặt trời quang

điện hóa

- Chế tạo các linh kiện điện tử

TiO2

Trang 17

Trang 18

sunfuric

Trang 19

TiO2

Thủy phân trong pha khí

Thủy phân dung dịch TiCl

Trang 20

- Có thể dùng nguyên liệu có

hàm lượng titan oxit thấp, rẻ tiền

- Sản phẩm phụ là clorua sắt ít được sử dụng.

- Phản ứng ở nhiệt độ cao do đó tốn nhiều năng lượng.

- Bình phản ứng phải chống lại được sự ăn mòn của HCl khi có mặt của hơi nước.

Trang 21

- Ít độc hại

- Giá thành thấp

- Không bị phân hủy trong

quá trình quang hóa xúc tác

như ZnO, CdS, GaP,…

 Nhược điểm

-Xúc tác quang TiO2 có độ rộng vùng cấm hẹp (3.2eV-3.5 eV) chỉ

trong vùng ánh sáng tử ngoại (UV)

- Cặp electron-lỗ trống có xu hướng tái hợp lại với nhau

Trang 22

TiO2

VI ƯU – NHƯỢC CỦA XÚC TÁC QUANG TIO 2

- Tuy nhiên nhược điểm đó giờ đã không còn là vấn đề nữa khi khoa học đã tổng hợp xúc tác quang TiO2 ở dạng nano ( biến tính)

- Nhờ có các tính năng

ưu việt của các ống

nano cacbon (CNT) như

độ dẫn điện tốt, độ hấp

phụ cao, đường kính với

kích thước nano,…

Tăng khả năng quang hóa của TiO2 trong vùng ánh sáng khả kiến Tăng độ bền nhiệt, hàm lượng trên

bề mặt và giảm kích trước của TiO2

Trang 23

TiO2

1 Trần Thị Thùy Dung

2 Trần Quốc Cường

3 Lâm Văn Đài

4 Hồ Văn Bự

5 Trần Anh Chiến

6 Nguyễn Viết Đại

7 Trần Thành Đôi

8 Tăng Tiến Dũng

9 Võ Văn Trường Định

10 Trần Văn Đệ

Trang 24

TiO2

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	1,96 MB